CN113773635B - 一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法。该材料包括真空水溶膜和水密材料;其中,真空水溶膜密封水密材料,并真空压缩水密材料;而水密材料在水的作用下,根据管口孔洞的结构涨发成密封管口孔洞的凝胶。本发明通过真空水溶膜对水密材料进行真空压缩封装,以最大限度地缩小水密材料的体积,使得最终得到的孔洞密封材料可以以小体积被放置于孔洞中,达到简化施工操作的目的。同时,通过真空水溶膜的使用,使得孔洞密封材料可以在遇水后,自动溶化,然后将水密材料暴露在环境中的水中,从而实现水密材料对孔洞的密封,因而,当本发明的孔洞密封材料被放置于孔洞中后,再无需人为操作,即可实现对孔洞的密封。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域,特别是涉及一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法。
背景技术
建筑结构体防水材料是重要的一种功能性材料。在电力领域、城市管廊、隧道中,都对建筑结构防水能力提出了很高的要求。然而由于配电站结构常常具有电缆穿越而过,而这些穿越点就成为了漏水点,因此对于应用在电缆穿越管道部位的防水材料提出了特殊的要求。
现有管道防水产品主要包括两类。第一大类是机械密封装置类产品,常见的有电缆法兰柔性封堵装置,以及充气袋装置;第二大类是密封类材料产品(包括有机密封材料,如发泡材料及其他树脂类材料,以及无机密封材料,如速干水泥等)。这两类的优缺点如下:
第一类机械密封装置类产品,优势是施工速度快,拆除容易,可实现批量化生产,缺点是无法适应复杂多变的电缆穿越环境,对于偏心电缆以及多股电缆都很难适应,同时随着安装后时间的推延,其内部的应力会逐渐衰弱,需要不断的对其进行检查维护加固。因此,其对于施工及维护都存在着较高的要求与成本。
第二类密封类材料产品,优势是对于复杂多变的电缆穿越环境以及偏心电缆、多股电缆的适应能力较好,但是由于其是现场成型,其具有以下缺点:拆除困难,对于环境温湿度以及界面的清洁程度(无水、干燥、无锈蚀)都具有较高的要求。微小的操作失误都有可能造成渗漏的发生,同时在受到踩踏、挤压等外力的作用后,可能会永久丧失封堵效果。
因此,为解决上述问题,本技术领域迫切需要一种新的电缆穿越管道部位的防水方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法。
第一方面,本发明提供了一种管口孔洞密封材料,所述材料包括真空水溶膜和水密材料;所述真空水溶膜密封所述水密材料,并真空压缩所述水密材料;
所述水密材料在水的作用下,根据管口孔洞的结构涨发成密封所述管口孔洞的凝胶。
可选地,所述真空水溶膜为遇水溶解的材料,包括聚乙烯醇;
制备所述水密材料的原料包括A组分、B组分和C组分;
其中,以所述B组分质量分数100分为基准,所述A组分与C组分的质量分数和为90分~115分;其中,A组分与C组分的质量分数比为:2~4:1;
其中,按所述A组分的重量百分比,所述A组分包括聚合物多元醇60~90%,开孔助剂0.3~3%,发泡剂0.3~15%,阻燃剂5~30%,催化剂0.3~4.5%;
按所述B组分的重量百分比,所述B组分包括异氰酸酯100%;
按所述C组分的重量百分比,所述C组分包括改性吸水树脂100%。
可选地,在所述A组分中,所述聚合物多元醇是由多种不同羟值及分子量的聚醚多元醇或聚酯多元醇组合而成;
所述发泡剂为液化二氧化碳及水;
所述阻燃剂包括三(2-氯丙基)磷酸酯,磷酸三(β-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、复合红磷阻燃剂、膨胀石墨阻燃剂的一种或多种。
所述催化剂包括有机锡、有机铋、叔氨类催化剂的一种或多种。
所述开孔助剂为有机硅类表面活性剂。
可选地,所述A组分的制备方法,包括:
将聚合物多元醇,开孔助剂,水,阻燃剂,催化剂加入混合设备中混合均匀,得到第一混料;
将所述第一混料加入装有液态二氧化碳的加压容器中,进行混合,得到A组分。
可选地,在所述B组分中,所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯,聚异氰酸酯的一种或多种。
可选地,在所述C组分中,所述改性吸水树脂包括淀粉、接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃的一种或多种。
第二方面,本申请提供了一种管口孔洞密封材料的制备方法,所述方法用于制备上述第一方面所述的管口孔洞密封材料;所述方法包括:
步骤1,按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,并且,A组分、B组分和C组分在空中进行碰撞混合,得到第二混料;
步骤2,将所述第二混料引入常压涨发模具中,涨发成水密材料初品;
步骤3,去除所述水密材料初品的外表面,并根据预设尺寸,将去除外表面的水密材料裁剪成水密材料;
步骤4,采用真空水溶膜对所述水密材料,进行真空压缩密封,得到管口孔洞密封材料。
可选地,所述A组分为高压液态组分,所述B组分为常压液态组分,所述C组分为常压粉末组分;所述步骤1中的按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,包括:
按照预设喷射夹角,通过第一喷枪喷射A组分,所述第一喷枪用于高压喷射液态组分;
按照预设喷射夹角,通过第二喷枪喷射B组分,所述第二喷枪用于常压喷射液态组分;
按照预设喷射夹角,通过第三喷枪喷射C组分,所述第三喷枪用于常压喷射固态组分。
可选地,在所述步骤1中,所述按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,还包括:
设置A组分与B组分的第一预设喷射夹角为120度~175度;
设置A组分与C组分的第二预设喷射夹角为120度~175度;
设置B组分与C组分的第三预设喷射夹角为120度~175度;
按照所述第一预设喷射夹角、所述第二预设喷射夹角和所述第三预设喷射夹角,同时喷向混合预设点,喷射A组分、B组分和C组分;
其中,所述第一预设喷射夹角、所述第二预设喷射夹角和所述第三预设喷射夹角,各自的大小相同或不同。
第三方面,本申请提供了一种管口孔洞的密封方法,所述方法包括:
将上述第一方面所述的管口孔洞密封材料,放置于待封堵孔洞中;
在环境中的水的作用下,所述管口孔洞密封材料根据管口孔洞的结构,涨发并转化成密封所述管口孔洞的凝胶。
本发明实施例所提供的一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法,该材料包括真空水溶膜和水密材料;其中,真空水溶膜密封水密材料,并真空压缩水密材料;而水密材料在水的作用下,根据管口孔洞的结构涨发成密封管口孔洞的凝胶。与现有技术相比,本发明包括以下优点:
1、本发明通过真空水溶膜对水密材料进行真空压缩封装,以最大限度地缩小水密材料的体积,使得最终得到的孔洞密封材料可以以小体积被放置于孔洞中,达到简化施工操作的目的。
2、通过真空水溶膜的使用,使得孔洞密封材料可以在遇水后,自动溶化,然后将水密材料暴露在水中,从而实现水密材料对孔洞的密封,因而,本发明的孔洞密封材料,当被放置于孔洞中后,再无需人为操作,即可实现对孔洞的密封。
3、本发明提供的密封材料在遇到环境中的水后,可直接对水进行利用,膨胀并转化成具有强阻水性能的凝胶,因而,通过本发明提供的方法,一方面,可以对环境中欲流出的水进行利用,实现在有水流出的情况下进行封堵,另一方面,最终的凝胶结构是基于孔洞的具体结构生成的,因而可以实现对孔洞的无缝密封,从而通过本发明提供的材料,无需对孔洞的界面进行处理(如清理、打磨、涂刷底等),即可实现对孔洞的密封。
4、本发明的密封材料,一方面,具有低密度、压缩比高的特点,因而,基于本发明的密封材料,可以实现解除真空压力后,即可快速膨胀填充孔洞,达到快速阻水的效果;另一方面,其中的水密材料具有开孔结构且泡沫细腻的特点,因而,水密材料可以实现遇水膨胀均匀、迅速,进一步强化阻水能力。
因此,通过本发明的密封材料,一方面,真空水溶膜真空压缩密封水密材料的结构,可以实现使用时无需去掉包装,来水自溶,遇水膨胀,以水止水的效果,并且,施工方便,可带水施工,对于基面处理要求低;另一方面,遇到踩踏及挤压等外力破坏时,可实现自修复,对于微小的破坏,仍可自然膨胀堵住缝隙孔洞。
附图说明
图1示出了本发明实施例中的一种管口孔洞密封材料制备方法的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
在实际的线缆穿越环境中,会形成多种形状各异的孔洞,而这些孔洞则成为了建筑结构的漏水点。针对这个孔洞,现有的技术方案主要有:采用机械密封装置类产品对孔洞进行封堵,和密封类材料产品对孔洞进行封堵。而这两产品的优缺点如下:
第一类机械密封装置类产品,优势是施工速度快,拆除容易,可实现批量化生产,缺点是无法适应复杂多变的电缆穿越环境,对于偏心电缆以及多股电缆都很难适应,同时随着安装后时间的推延,其内部的应力会逐渐衰弱,需要不断的对其进行检查维护加固。因此,其对于施工及维护都存在着较高的要求与成本。
第二类密封类材料产品,优势是对于复杂多变的电缆穿越环境以及偏心电缆、多股电缆的适应能力较好,但是由于其是现场成型,其具有以下缺点:拆除困难,对于环境温湿度以及界面的清洁程度(无水、干燥、无锈蚀)都具有较高的要求。微小的操作失误都有可能造成渗漏的发生,同时在受到踩踏、挤压等外力的作用后,可能会永久丧失封堵效果。
由此可知,传统的封堵方式存在的问题有:1、具有线缆穿越结构的孔洞很难封堵,尤其是多股电线电缆及异形孔洞;2、传统方法对于界面的处理是非常麻烦的,需要清理,打磨,甚至涂刷底涂;3、传统方式的封堵操作较为困难,尤其是粘结类,无法实现在有水流出的情况下进行封堵。
因此,针对上述问题,本发明提出的技术构思是:从技术上改变传统粘结密封与机械密封的封堵方式,采用吸水自膨胀阻水的新型自密封封堵方式,对孔洞进行密封。基于该技术构思,本发明提出的技术方案具体如下:
第一方面,本发明提供了一种管口孔洞密封材料,该孔洞密封材料包括真空水溶膜和水密材料;真空水溶膜对水密材料进行密封并真空压缩该水密材料,以尽可能地得到较小体积的孔洞密封材料。
本实施例中,真空水溶膜是一种遇水溶解的薄膜材料,具体可以是聚乙烯醇薄膜。
本实施例中,水密材料在水的作用下,可根据管口孔洞的结构,自主涨发成具有与孔洞结构相同结构的密封结构,实现对孔洞的完全封堵;并且该水密材料,可水进行结合,转化成阻水的凝胶,达到防水的目的。
在实际的应用场景中,本发明实施例提供的管口孔洞密封材料,主要是将该材料应用在圆形、方形及异形管孔的防水封堵,尤其是具有单股或多股线缆穿越的结构,可应对既有管道封堵及新建管道的封堵。
本实施例中,制备水密材料的原料可以包括A组分、B组分和C组分;
为了使最终的孔洞密封材料在遇到水后可以转化成具有强阻水性能的凝胶,需要合理调控A组分、B组分和C组分的加入量,因而,具体实施时,以B组分质量分数100分为基准,A组分与C组分的质量分数和为90分~115分;其中,A组分与C组分的质量分数比为:2~4:1。
本实施例中,A组分为由多种物料组成的混合物。按A组分的重量百分比,该A组分可以包括聚合物多元醇60~90%,开孔助剂0.3~3%,发泡剂0.3~15%,阻燃剂5~30%,催化剂0.3~4.5%。
本实施例中,可选地,聚合物多元醇是由多种不同羟值及分子量的聚醚多元醇或聚酯多元醇组合而成。其中,羟值约为30~300mgKOH/g,数均分子量为3000~50000,官能度为2~23。聚醚多元醇可以现有技术中常见的产品,例如聚醚多元醇330N、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇;聚酯多元醇可以现有技术中常见的产品。
发泡剂为液化二氧化碳及水。其中,本发明中采用液态二氧化碳作为发泡剂,是因为:液态二氧化碳是在高压(4MPa)下存在的,而喷枪喷口的压力在1.5MPa左右,而当喷到模具中的时候,立刻产生30%的涨发,这样就可以迅速地把水密材料中的泡打开,使得形成的泡孔非常细腻。
阻燃剂包括三(2-氯丙基)磷酸酯,磷酸三(β-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、复合红磷阻燃剂、膨胀石墨阻燃剂的一种或多种。
催化剂包括有机锡、有机铋、叔氨类催化剂的一种或多种。并且,有机锡、有机铋以及叔氨类催化剂,没有特别的要求,本领域常用的即可。
开孔助剂为有机硅表面活性剂,包括:硬脂氧基二甲基硅烷、二十二烷氧基硅氧烷、月桂基二甲基硅氧烷中的至少一种。其作用为:使水密材料为开孔结构,并且使水密材料在发泡时可以实现泡沫稳定,不会出现并泡的现象。也就是说,其作用是,改变混料液态下的表面活性,使得发泡过程中,不会破泡,起到一个稳定泡沫和均匀泡沫。
本实施例中,可选地,A组分的制备方法,包括:
将聚合物多元醇,开孔助剂,水,阻燃剂,催化剂加入混合设备中混合均匀,得到第一混料;
将第一混料加入装有液态二氧化碳的加压容器中,进行混合,得到A组分。
具体实施时,将聚合物多元醇,开孔助剂,水,阻燃剂,催化剂加入混合设备中,进行搅拌,搅拌速度400~800R/min,得到第一混料,随后将第一混料加入装有液态二氧化碳的加压容器中,并对加压容器加压,保持加压容器中的压力值为4~6MPa,得到A组分。另一方便,实现A组分充分混合的具体方法,还包括:当需要喷射A组分时,在加压容器的出口处,需要将压力降至3MPa,然后基于该降压过程产生的压力差(1~3MPa),实现第一混料与液态二氧化碳的充分混合。
本实施例中,B组分为异氰酸酯,按所述B组分的重量百分比,异氰酸酯的重量百分比为100%。
可选地,异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯,聚异氰酸酯的一种或多种。
本实施例中,C组分为改性吸水树脂,按所述C组分的重量百分比,改性吸水树脂的重量百分比为100%。
可选地,改性吸水树脂包括淀粉、接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃的一种或多种。
为了降低制备该孔洞密封材料的经济成本,本实施例中,采用三组分固液混合的方式,进行制备。同时,为了使液态二氧化碳均匀地混在制备水密材料的其它原料中,本发明实施例中,将液态二氧化碳混于A组分中,基于A组分的其它物料,实现液态二氧化碳均匀地混合于水密材料的所有物料中。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下通过具体的制备例来说明本发明的水密材料的制备方法。
制备例1(按具体的质量进行加料)
将羟基值为33mgKOH/g、数均分子量为4800的聚氧化丙烯三醇60g,硬脂氧基二甲基硅烷2g,水1g,三(2-氯丙基)磷酸酯25g,辛酸亚锡3g加入混合设备中,以600R/min的搅拌速度进行搅拌,使其混合均匀,得到第一混料;
将得到的第一混料加入装有液态二氧化碳9g的加压容器中,继续加压至5MPa,进行混合,得到A组分1号。
制备例2(按重量百分比进行加料)
将聚醚多元醇330N(厂家:山东东大一诺威)66.3%,开孔助剂Y1900(厂家:韩国SKC公司)1%,水(自制),阻燃剂dmmp(厂家青岛联美化工)20%,催化剂A33(厂家:新典化学材料(上海)有限公司)1.5%,辛酸亚锡(厂家:新典化学材料(上海)有限公司)0.2%,加入混合设备中,以400R/min的搅拌速度进行搅拌,使其混合均匀,得到第一混料;
将得到的第一混料加入装有液态二氧化碳(厂家:廊坊黎明气体有限公司)10%的加压容器中,继续加压至4MPa,进行混合,得到A组分2号。
制备例3
将聚醚多元醇330N(厂家:山东东大一诺威)90%,开孔助剂Y1900(厂家:韩国SKC公司)0.3%,水(自制)0.3%,阻燃剂dmmp(厂家青岛联美化工)5%,催化剂A33(厂家:新典化学材料(上海)有限公司)0.4%,加入混合设备中,以400R/min的搅拌速度进行搅拌,使其混合均匀,得到第一混料;
将得到的第一混料加入装有液态二氧化碳(厂家:廊坊黎明气体有限公司)4%的加压容器中,继续加压至4MPa,进行混合,得到A组分3号。
第二方面,本申请提供了一种管口孔洞密封材料的制备方法,所述方法用于制备上述第一方面所述的管口孔洞密封材料;图1示出了本发明实施例中的一种管口孔洞密封材料制备方法的方法流程图。如图1所示,所述方法包括:
步骤1(S101),按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,并且,A组分、B组分和C组分在空中进行碰撞混合,得到第二混料。
具体实施时,将A组分、B组分及C组分在1.5~4MPa压力下进行高压混合,得到第二混料。本实施例中,以A组分质量分数为100,则B组分质量分数为80~200,C组分质量分数为20~50。
本实施例中,A组分为高压液态组分,B组分为常压液态组分,C组分为常压粉末组分;为了降低制备孔洞密封材料的经济成本,和保证分别喷射该三组分的可操作性。具体实施时,步骤1中的按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,包括:
按照预设喷射夹角,通过专门用于高压喷射液态组分的第一喷枪,喷射A组分;需要指出的是,通过第一喷枪喷出的A组分呈雾状;
按照预设喷射夹角,通过用于常压喷射液态组分的第二喷枪,喷射B组分;需要指出的是,通过第二喷枪喷出的B组分呈雾状;
按照预设喷射夹角,通过用于常压喷射固态组分的第三喷枪,喷射C组分;需要指出的是,通过第三喷枪喷出的A组分呈粉末状。
其中,各喷枪的喷射口径的大小依次为:第一喷枪的喷射口径远小于第二喷枪的喷射口径,第二喷枪的喷射口径小于第三喷枪的喷射口径。
在此,发明人需要指出的是,本发明中,将制备孔洞密封材料的原料分成3组分的原因,包括如下内容:
1、液态二氧化碳,需要在高压条件下才能存在,因而,在制备过程中需要提供高压环境,然而,若直接在高压环境中制备孔洞密封材料,则存在经济成本太高的问题。因而,发明人单独对液态二氧化碳进行加压,以降低经济成本。然而,若只对液态二氧化碳加压,则在实际操作中,液态二氧化碳并不能很好地与其他物料进行混合,因而,发明人,选取部分物料(即A组分中的物料),使之先于液态二氧化碳混合,组成A组分,然后,再通过喷射的方式,使A组分与其他物料进行碰撞混合(在空中碰撞混合,基于碰撞的力度,可以使雾状的A组分、雾状的B组分以及粉末状的C组分进行充分混合),达到均匀混合的目的。
2、由于A组分为液态,而改性吸水树脂为固态,因而为了操作方便,且利于选用喷射设备,则将改性吸水树脂单独作为C组分。
3、由于A组分需要在高压下才能以液态的形态存在,因而,喷射A组分需要选用专门用于高压喷射液态物料的第一喷枪,而喷射B组分时,则只需选用用于常压喷射液态物料的第二喷枪即可,以便节省经济成本。而为了实现高压喷射,则第一喷枪的喷口口径需要与压力相对应,即4MPa对应的喷口较小,A组分为液体,喷出的形态呈雾状,因而即使是小口径喷射,也不会堵塞喷口;然而,若是粉末状的物料(如C组分),则会因为口径太小而堵住喷口,因而,喷射C组分时,需要单独使用用于喷射固体的喷枪进行喷射,以防止C组分在喷射的过程中堵塞喷口。
因此,出于经济、操作、设备条件限制等因素的考虑,将所有物料分成3组分,进行单独喷射操作。并且,对于A组分,也是将其他物质将常压下先进行充分混合,再与液态二氧化碳进行高压混合,这样既降低经济成本,又能实现均匀混合。
为了有效地实现A组分、B组分和C组分的充分混合,需要对这三组分各自的喷射角进行设计,使得两两之间的夹角满足充分混合的条件。具体实施时,步骤1中的按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,还包括:
设置A组分与B组分的第一预设喷射夹角为120度~175度;
设置A组分与C组分的第二预设喷射夹角为120度~175度;
设置B组分与C组分的第三预设喷射夹角为120度~175度;
然后,按照第一预设喷射夹角、第二预设喷射夹角和第三预设喷射夹角,同时喷向混合预设点(该混合预设点是指,三种组分在空中的混合位置),喷射A组分、B组分和C组分。其中,第一预设喷射夹角、第二预设喷射夹角和第三预设喷射夹角,各自的大小可以相同,也可以不同。
步骤2(S102),将所述第二混料引入常压涨发模具中,涨发成水密材料初品。
具体实施时,在空中混合的第二混料会进入常压涨发模具中,然后,迅速涨发约10%~40%,随后,在水的作用下,再缓慢涨发至10~30倍发泡倍率,水密材料初品的密度约为33×103kg/m3~100×103kg/m3。其中,密度=质量/体积。
步骤3(S103),去除所述水密材料初品的外表面,并根据预设尺寸,将去除外表面的水密材料裁剪成水密材料。
具体实施时,由于水密材料初品的外表面硬质表层,利于执行步骤4中的真空压缩密封操作,因而,需要先去除水密材料初品的外表面。然后,根据实际孔洞的大小,设置多种预设尺寸,以确保压缩后的材料可顺利放置于孔洞中,因而,在对去掉外表面的水密材料初品进行裁切时,需要根据提前设置的预设尺寸,将去除外表面的水密材料裁剪成其尺寸大小满足要求的水密材料。
步骤4(S104),采用真空水溶膜对所述水密材料,进行真空压缩密封,得到管口孔洞密封材料。
以聚乙烯醇薄膜作真空水溶膜为例,具体实施时,采用聚乙烯醇真空水溶膜对水密材料进行真空抽压包装,得到预压缩包装的产品(即管口孔洞密封材料)。由于,在制备时,管口孔洞密封材料是一个一个的独立个体,因而在使用时,具有体积小、使用方便的优点,并且,在该孔洞密封材料遇水后,水溶膜溶解,紧接着水密材料瞬间膨胀,填补孔洞的孔隙,并转化成高阻水性能的凝胶,从而起到止水作用。
在本实施例中,步骤2中,三组分混合在常压涨发模具中的涨发过程,实质为各物质的化学反应过程,已生成具有可压缩性的孔状结构的水密材料初品。
本发明实施中,A组分为液体,B组分为液体,C组分为固体,当喷出后A组分呈雾状,B组分呈雾状,C组分呈粉末状。当A组分喷出来后,存在一个从高压到常压过度的过程,该过程中由于液态二氧化碳的存在则会自行发泡,然后,三个组分混合后,A中的水会与B组分发生化学反应,生成二氧化碳和热量,然后生成的二氧化碳和余留的液体二氧化碳,继续使三组分混合物发泡,最终得到柔性的水密材料初品。
本发明实施例中,采用液态二氧化碳作为发泡剂,可以得到低密度、孔隙均匀的开孔聚氨酯软泡(即,水密材料,该材料内部的孔是互相连通的,水可以从孔流进该产材料中,然后实现水与该材料中的水密材料结构上的官能团作用,使水密材料膨胀并形成凝胶。需要说的是,这里的开孔是通过开孔助剂使聚氨酯软泡开孔,而二氧化碳提供的是气孔);并且,创新性的提出了应用三组分固液混合方式实现固液高压混合。从而,基于此,对水密材料带来了多方面性能方面的改进,具体如下:
1、具备体系强度,可整体使用在电缆穿越管道的部位起到防水作用。
2、使材料在发泡初始就具有均匀的低密度(33×103kg/m3-100×103kg/m3),材料发泡均匀密度低强度,可压缩变形空间大,高适合异形管口的要求。
3、改变聚氨酯的憎水性,吸水前,为吸水棉;吸水达到饱和后,达到稳定的凝胶态,可有效阻止水通过整个体系。
其中,“改变”是指:现有技术中的聚氨酯皆为憎水性的聚氨酯,吸水率小于3%,而本发明中,通过改性吸水树脂的加入,使得最终得到的聚氨酯可提高吸水率,实现可吸自身重量3~5倍的水,从而,实现憎水性聚氨酯到亲水性聚氨酯的改变。需要说明的是,本发明是通过加入亲水物料和改变开孔结构这两种手段,最终使聚氨酯的结构和亲水物料一体化,最终达到高亲水的效果。
4、由于聚氨酯本身具有良好的柔性,水密材料在吸水达到饱和情况下,会膨胀到自身数倍的体积。在膨胀过程中,由于受到尺寸的限制,会蠕变到缝隙与孔洞之中,堵塞界面上微小的沟壑与孔洞,达到彻底止水的效果。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下通过具体的制备例来说明本发明的管口孔洞密封材料的制备方法。
实施例1
本实施例中,第一预设喷射夹角为175度,第二预设喷射夹角为175度,第三预设喷射夹角为175度;通过第一喷枪喷射A组分,通过第二喷枪喷射B组分,通过第三喷枪喷射C组分。
A组分选用上述制备例1中的A组分1号;B组分按照重量百分比,包括聚合MDI(厂家:烟台万华)70%、TDI(厂家:烟台万华)30%;C组分按照重量百分比,包括羧甲基化纤维素(厂家:邹平安澜化工有限公司)10%、聚丙烯酸钾(厂家:山东阳谷黄海化工有限公司)80%、聚乙烯醇(厂家:德胜化建化工有限公司)10%。
步骤1,按照上述的预设喷射夹角,分别喷射A组分1号、B组分和C组分,并且,A组分、B组分和C组分是在3.5MPa压力下进行高压碰撞混合,得到第二混料。其中,以B组分质量分数为100,则A组分质量分数为70,C组分质量分数为30。
步骤2,步骤1中的第二混料进入常压涨发模具中,迅速涨发约30%随后缓慢涨发至20倍发泡倍率,成品密度约为50×103kg/m3,得到水密材料初品。
步骤3,去除步骤2中得到的水密材料初品的外表面,并根据预设尺寸,将去除外表面的水密材料裁剪成水密材料。
步骤4,采用聚乙烯醇(PVC)真空水溶膜对步骤3中裁剪的水密材料,进行真空压缩密封,包装得到预压缩包装,即管口孔洞密封材料。在使用时方便使用,在水密带遇水后,水溶膜溶解后水密带瞬间膨胀,填补孔隙起到止水作用。
实施例2
本实施例中,操作步骤与实施例1中的操作相同或相似,区别为:
第一预设喷射夹角为175度,第二预设喷射夹角为160度,第三预设喷射夹角为160度。步骤1中,以B组分质量分数为100,则A组分质量分数为80,C组分质量分数为30。步骤2中得到的,得到的成品密度约为33×103kg/m3。
实施例3
本实施例中,操作步骤与实施例1中的操作相同或相似,区别为:
第一预设喷射夹角为175度,第二预设喷射夹角为170度,第三预设喷射夹角为120度。步骤1中,以B组分质量分数为100,则A组分质量分数为80,C组分质量分数为40。步骤2中得到的,得到的水密材料初品的密度约为60×103kg/m3。
实施例4
本实施例中,操作步骤与实施例1中的操作相同或相似,区别为:
第一预设喷射夹角为175度,第二预设喷射夹角为170度,第三预设喷射夹角为120度。A组分采用的是制备例2制得的A组分2号。步骤1中,以B组分质量分数为100,则A组分质量分数为80,C组分质量分数为10。步骤2中得到的,得到的水密材料初品的密度约为60×103kg/m3。
实施例5
本实施例中,操作步骤与实施例1中的操作相同或相似,区别为:
第一预设喷射夹角为175度,第二预设喷射夹角为175度,第三预设喷射夹角为125度。A组分采用的是制备例3制得的A组分3号。步骤1中,以B组分质量分数为100,则A组分质量分数为80,C组分质量分数为40。步骤2中得到的,得到的水密材料初品的密度约为100×103kg/m3。
申请人需要说明的是,在本发明的各制备例和实施例中,各成分的用量可以根据用户的需求进行调整,在本发明实施例中不做限定。
第三方面,本申请提供了一种管口孔洞的密封方法,所述方法包括:
将上述第一方面所述的管口孔洞密封材料,放置于待封堵孔洞中;待封堵孔洞的结构包括:规则的孔洞(如方形、圆形等)和不规则的孔洞(如异形结构的孔洞)。
在环境中的水的作用下,所述管口孔洞密封材料根据管口孔洞的结构,涨发并转化成密封所述管口孔洞的凝胶。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下通过具体的使用实施例来说明本发明的一种管口孔洞的密封方法。
使用实施例1
对于圆形的线缆管口孔洞(孔洞的宽度为2cm,深度为8cm),取一个实施例1制备的管口孔洞密封材料,直接放置于该孔洞中。
使用实施例2
对于方形的线缆管口孔洞(孔洞的宽度为1~2cm,深度为5cm),取一个实施例1制备的管口孔洞密封材料,直接放置于该孔洞中。
使用实施例3
对于不规则的管口孔洞(孔洞的宽度为1~3cm,深度为10cm),取一个实施例1制备的管口孔洞密封材料,直接放置于该孔洞中。
使用实施例4
对于不规则的管口孔洞(孔洞的宽度为1~3cm,深度为10cm),取一个实施例1制备的管口孔洞密封材料,直接放置于该孔洞中,然后向该孔洞中通入少量的水,使管口孔洞密封材料表面的真空水溶膜溶化,然可,操作者可观察到管口孔洞密封材料里面的水密材料以肉眼可见的速率迅速膨胀,并且在膨胀的过程中,其水密材料的结构根据孔洞的结构进行变化,最终填满整个孔洞。
对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明所提供的一种管口孔洞密封材料及其制备方法和密封方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种管口孔洞密封材料,其特征在于,所述材料包括真空水溶膜和水密材料;所述真空水溶膜密封所述水密材料,并真空压缩所述水密材料;
所述水密材料在水的作用下,根据管口孔洞的结构涨发成密封所述管口孔洞的凝胶;
其中,所述真空水溶膜为遇水溶解的材料,包括聚乙烯醇;
制备所述水密材料的原料包括A组分、B组分和C组分;
其中,以所述B组分质量分数100分为基准,所述A组分与C组分的质量份数和为90份~115份;其中,A组分与C组分的质量份数比为:2~4:1;
其中,按所述A组分的重量百分比,所述A组分包括聚合物多元醇 60~90%,开孔助剂0.3~3%,发泡剂0.3~15%,阻燃剂 5~30%,催化剂 0.3~4.5%;其中,所述聚合物多元醇是由多种不同羟值及分子量的聚醚多元醇或聚酯多元醇组合而成;
按所述B组分的重量百分比,所述B组分包括异氰酸酯 100%;
按所述C组分的重量百分比,所述C组分包括改性吸水树脂 100%;
其中,所述发泡剂为液化二氧化碳及水。
2.根据权利要求1所述的密封材料,其特征在于,在所述A组分中,
所述阻燃剂包括三(2-氯丙基)磷酸酯,磷酸三(β-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、复合红磷阻燃剂、膨胀石墨阻燃剂的一种或多种;
所述催化剂包括有机锡、有机铋、叔氨类催化剂的一种或多种;
所述开孔助剂为有机硅类表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的密封材料,其特征在于,所述A组分的制备方法,包括:
将聚合物多元醇,开孔助剂,水,阻燃剂,催化剂加入混合设备中混合均匀,得到第一混料;
将所述第一混料加入装有液态二氧化碳的加压容器中,进行混合,得到A组分。
4.根据权利要求3所述的密封材料,其特征在于,在所述B组分中,所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯,聚异氰酸酯的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的密封材料,其特征在于,在所述C组分中,所述改性吸水树脂包括淀粉、接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃的一种或多种。
6.一种管口孔洞密封材料的制备方法,其特征在于,所述方法用于制备上述权利要求1-5任意一项所述的管口孔洞密封材料;所述方法包括:
步骤1,按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,并且,A组分、B组分和C组分在空中进行碰撞混合,得到第二混料;
步骤2,将所述第二混料引入常压涨发模具中,涨发成水密材料初品;
步骤3,去除所述水密材料初品的外表面,并根据预设尺寸,将去除外表面的水密材料裁剪成水密材料;
步骤4,采用真空水溶膜对所述水密材料,进行真空压缩密封,得到管口孔洞密封材料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述A组分为高压液态组分,所述B组分为常压液态组分,所述C组分为常压粉末组分;所述步骤1中的按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,包括:
按照预设喷射夹角,通过第一喷枪喷射A组分,所述第一喷枪用于高压喷射液态组分;
按照预设喷射夹角,通过第二喷枪喷射B组分,所述第二喷枪用于常压喷射液态组分;
按照预设喷射夹角,通过第三喷枪喷射C组分,所述第三喷枪用于常压喷射固态组分。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述步骤1中,所述按照预设喷射夹角,分别喷射A组分、B组分和C组分,还包括:
设置A组分与B组分的第一预设喷射夹角为120度~175度;
设置A组分与C组分的第二预设喷射夹角为120度~175度;
设置B组分与C组分的第三预设喷射夹角为120度~175度;
按照所述第一预设喷射夹角、所述第二预设喷射夹角和所述第三预设喷射夹角,同时喷向混合预设点,喷射A组分、B组分和C组分;
其中,所述第一预设喷射夹角、所述第二预设喷射夹角和所述第三预设喷射夹角,各自的大小相同或不同。
9.一种管口孔洞的密封方法,其特征在于,所述方法包括:
将上述权利要求1-5中任意一项所述的管口孔洞密封材料,放置于待封堵孔洞中;
在环境中的水的作用下,所述管口孔洞密封材料根据管口孔洞的结构,涨发并转化成密封所述管口孔洞的凝胶。
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